劉曉利， 李明輝， 張偉震， 劉超超

（山西建龍實業(yè)有限公司， 山西 運城 044000）

1 爐況概況

山西建龍煉鋼總廠二區(qū)現(xiàn)有120 t 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐2 座，有限容積94.7 m3，爐容比0.789，平均出鋼量120 t，年產(chǎn)能430 萬t。主要產(chǎn)品有冷軋用鋼，汽車大梁鋼，輪轂鋼，耐候鋼，耐酸鋼，焊瓶鋼，管線鋼，以及部分建材用鋼，其中低碳鋼約占65%左右。為提高生產(chǎn)效率，降低成本，目前以2 爐對3 機的快節(jié)奏生產(chǎn)組織模式組織生產(chǎn)。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的節(jié)奏控制是實施快節(jié)奏模式關鍵，但一段時間以來，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)存在鋼渣氧化性強，爐底忽高忽低，一倒率低，粘槍粘煙道，爐襯侵蝕嚴重等問題，嚴重制約產(chǎn)能的提高，必須對轉(zhuǎn)爐工藝進行優(yōu)化提升，提高轉(zhuǎn)爐維護質(zhì)量。

2 轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕機理

2.1 轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕機理[2]

2.1.1 化學作用

轉(zhuǎn)爐工作層鎂碳磚中的石墨碳與熔渣的潤濕性差，同時鎂碳磚中還加入部分抗氧化劑，且鎂碳磚導熱性能較好，能大幅度提高襯磚的抗熱振性，爐襯壽命使用較長；但轉(zhuǎn)爐在冶煉過程中爐內(nèi)高溫氧化性氛圍會氧化脫除磚中的部分石墨碳和抗氧化劑，致使磚體結構松動脆化，在煙氣、流渣沖擊下被侵蝕。

2.1.2 物理作用

冶煉過程中爐內(nèi)高速氣流對爐壁、爐帽等耐材的沖刷，高氧化性的鋼水、爐渣對爐襯的氧化熔解、沖刷以及冶煉過程中高溫激烈的各種反應對爐襯的沖刷、熔損等物理侵蝕。

2.1.3 機械沖擊侵蝕

向爐內(nèi)加廢鋼、兌鐵水等操作對轉(zhuǎn)爐大面強烈的沖擊、磨損，是爐襯耐材侵蝕的主要因素。

3 主要工藝改進措施

轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)冶煉過程屬于氧化過程，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)通過供氧對鐵水進行氧化形成氧化性氛圍，因此首先對轉(zhuǎn)爐耐火材料進行優(yōu)化使其達到最佳，其次必須將爐內(nèi)氧化性氛圍降低才能盡量降低對爐襯侵蝕，同時采取濺渣護爐和新型補爐方式進行維護。

3.1 砌筑優(yōu)化[3]

根據(jù)前期幾個轉(zhuǎn)爐爐役的情況分析，對新爐役進行重新設計完善，采取綜合砌爐。如爐帽處用MT14 A，爐底和熔池用MT18A；因為推行不倒爐出鋼，出鋼面用MT18A,并將出鋼面的鎂碳磚適當調(diào)整。

出鋼口套管直徑的加大，由原來Φ170 mm 改為Φ180 mm，出鋼時間縮短30 s。

將底吹透氣磚進行重新布置。原轉(zhuǎn)爐底吹透氣磚4 塊，對稱分布。與某冶金院校合作，開發(fā)出非對稱底吹布置方式，同時適當提高底吹強度，改善攪拌效果，如圖1 所示。經(jīng)一段時間對比試驗，改進后的底吹布置方式，碳氧積明顯低于改進前，效果明顯，如下頁圖2 所示。

圖1 透氣磚布置圖

3.2 氧槍參數(shù)優(yōu)化

改造前使用Φ245 mm 四孔氧槍，經(jīng)過現(xiàn)場使用存在吹煉時間長，化渣效果差等問題，之后升級改造為Φ273 mm 五孔氧槍，改進了候口和出口等工藝參數(shù)。經(jīng)現(xiàn)場跟蹤，供氧時間比原來縮短了2 min 40 s～3 min 5 s，渣中FeO（質(zhì)量分數(shù)）降低明顯，化渣效果改善，渣樣對比見表1 和表2。

圖2 不同轉(zhuǎn)爐底吹分布條件下的碳、氧含量

表1 頂槍改造前后主要參數(shù)對比

表2 頂槍改造前后終渣成分對比

3.3 輔助設備更新改造

引進轉(zhuǎn)爐擲落式檢測系統(tǒng)，簡稱投彈式副槍，和傳統(tǒng)副槍不同之處在于探頭和檢測系統(tǒng)采用軟連接，該系統(tǒng)安裝于下料口平臺，利用原有下料溜管投擲投彈式副槍，安裝簡便，檢測速度快，提高了轉(zhuǎn)爐一倒率，為不倒爐出鋼創(chuàng)了造條件，節(jié)約冶煉時間2～3 min（見圖3 和圖4）。

圖3 投彈副槍使用前后轉(zhuǎn)爐一倒率對比

引進熱成像儀，對爐殼溫度實時進行監(jiān)控。圖5中，熱成像儀拍攝圖片中能夠清晰反應爐襯內(nèi)部各區(qū)域的溫度狀況，為爐襯重點維護提供了準確依據(jù)，提高了爐襯維護的精確性，提高了工作效率。同時，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)跟蹤檢測每班爐殼溫度變化，對超出控制標準的，落實績效考核。

圖4 投彈副槍使用前后轉(zhuǎn)爐終點碳、溫度雙命中率對比

圖5 熱成像儀拍攝圖片

3.4 優(yōu)化轉(zhuǎn)爐外部條件

1）重新優(yōu)化設計鐵包兌鐵口，減少兌鐵散流，并且專人負責檢查；同時要求轉(zhuǎn)爐在加入廢鋼前進行留渣和鋪底灰操作，減緩鐵水沖擊。

2）重新梳理入爐廢鋼標準，開發(fā)并投入遠程廢鋼智能驗收系統(tǒng)，做到從源頭上進行嚴格管控。

3）引進鋼包全程加蓋和鋼包加納米保溫材料，廢鋼烘烤、合金烘烤等項目，降低出鋼溫度?，F(xiàn)場監(jiān)測，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度較原來下降40～60 ℃。

4 結語

通過對轉(zhuǎn)爐砌筑工藝優(yōu)化和設備升級改造等措施，120 t 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐爐況得到較大改善，冶煉時間縮短4 min 以上，出鋼溫度降低40～60 ℃，現(xiàn)爐殼溫度基本維持在320 ℃左右，爐齡已達到2 萬爐，為快節(jié)奏生產(chǎn)組織模式提供了有力保障。